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下載手機APP 芯片是國家的核心競爭力，早在2006年美國還未使用芯片禁令大棒的時候，我國就未雨綢繆，開始國產芯片的全產業鏈計劃，進行芯片國產替代。
在《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020)》里設置國家科技重大專項，并確定了16個重大專項作為國家科技發展的重中之重(見下圖)，舉全國之力進行攻關突破，其中集成電路裝備因排第2被稱為02專項，重點對22-45nm芯片制造裝備進行攻關。
2021年是02專項全面收官之年，那么現在攻關情況怎么樣?我國的半導體發展是不是已經有突破了?我們從幾個卡脖子項目上看看02專項的實施情況。
|01光刻機
光刻機是02專項的核心，整機項目主要由上微電子承擔，目前已經能生產干式90nm的光刻機。屬于沉浸式的65nm、45nm和28nmDUV光刻機項目還未能突破，當前世界上最先進的7nmEUV光刻機還沒有開始整機立項研發。
沉浸式光刻機是讓光通過水的折射降低波長，提高光刻的精度，基本上90nm以下的光刻機都是沉浸式。沉浸式光刻機未突破主要原因是國產浸液系統未研制成功，02專項的浸液系統項目由浙江大學流體動力與機電系統國家重點實驗室和浙江啟爾機電承擔，目前還在穩步推進階段。
網上有傳上微電子2022年將量產28nm的光刻機，但從國外光刻機發展進程來看，中間還有兩個臺階65nm和45nm光刻機，每個臺階的技術不一樣但又以前者為基礎，跨越式發展可能性不大。
| 02 光刻機子項目
上微電子生產的光刻機并不是純國產貨，它的核心部分光源系統與鏡頭系統都是國外進口的，要建立完全的國產芯片產業鏈，要有自己的光源和鏡頭。所以02專項還建立了光刻機子項目，主要為光源、鏡頭、雙工作臺三個大系統項目。
(1)光源
光源分準分子激光光源和極紫光光源，分別用在DUV光刻機和EUV光刻機上，具體研究單位和研究進展可見下圖，可得出以下幾點結論：
第一，40瓦干式DUV光刻機光源已經可以交付商用，使我國成為美日之后第三個能生產此光源的國家，但是沉浸式DUV光源我們還在研發，主要是光源功率有差距，沉浸式必須達到60瓦。
第二，極紫光光源項目已獲得突破，哈工大實驗室成功研制出12瓦DPP-EUV光源，離商用EUV所必須的250瓦有巨大差距，估計用十年時間可以到達這個水平。
第三，最近，清華大學研發了一種新型粒子加速器光源，有可能成為EUV光刻機的新光源，不過距離應用還有很長的路。
(2)鏡頭系統
光刻機三大核心系統里面鏡頭系統是核心，鏡頭系統不只是光學技術，還有加工的工藝要求，以及建立系統集成平臺。
當年ASML在2010年就完成了EUV光刻機的原型機，但一直到2019年才出貨商用，光學透鏡、反射鏡系統的技術難關一直沒有攻克是主要原因。
鏡頭項目承擔單位與研究進展見下圖，并可得出如下結論：
第一，我國長春國科精密已經能生產早期的光刻機鏡頭，可用于合肥芯碩200 nm的光刻機，暫時不能用于上微電子90nm光刻機上，主要是光學系統的加工、檢測、鍍膜等技術還需進一步提升。
第二，高端的EUV 光刻曝光裝置已經驗收，使我國初步掌握了極紫外光刻的核心光學技術，但是與EUV光刻機的鏡頭系統還是兩個概念，相當于我國已經掌握航空發動機技術，但不等于就可以制造波音飛機發動機，既有技術等級的鴻溝、也有制造水平的巨大差距。
(3)雙工作臺系統
EUV光刻機內有兩個工件臺，功能、結構一樣，一個工作時另外一個做相關準備，并不停互換位置以提高曝光效率。
“光刻機雙工件臺系統樣機研發”項目由清華大學和北京華卓精科承擔，2019年4月通過國家驗收，成為02專項光刻機項目第一個完成的子項，使我國成為第二個掌握生產最尖端雙工作臺系統的國家。
|03光刻膠
光刻膠是芯片生產的上游產品，高端產品基本為日本控制，也是卡脖子產品。
ArF干式光刻膠已經通過驗收，并在南大光電和北京科華兩家公司已經進入量產階段。ArF沉浸式光刻膠已經在積極籌備驗收工作，具體驗收時間等待專家通知，估計研發已經收尾。
EUV光刻膠是最高端產品，因為光刻膠研發需要與光刻機企業協同配合，而國內沒有EUV光刻機，所以研究難度較大，不過此項研究進展不錯。
EUV光刻膠材料與實驗室檢測技術研究已于2018年通過驗收，讓我們對 EUV光刻膠的一些材料和配方方面的研究積累較好的基礎，不過從實驗室到市場距離較大，量產商用短期不會有時間表。
|04刻蝕機
刻蝕就是除去硅片電路圖外不需要的材料，02專項的蝕刻機項目由中微半導體承擔。
2019年6月，中微半導體成功研發生產世界上第一臺5nm蝕刻機，并實現向臺積電供貨。2021年5月，中微半導體又完成3nm蝕刻機的研發工作，并開始量產，可以看出，我國在蝕刻機方面已經與世界芯片發展水平同步。
蝕刻機是02專項最成功的項目，不過相對光刻機而言，蝕刻機的技術含量較低，利潤也不是很高，所以我們能夠很快追趕上國際水平，并能在巨頭橫行的半導體市場有一席之地。
|05 結論
02專項在半導體產業鏈里全面鋪開，限于篇幅我們只談談幾個核心的項目，特別是一些卡脖子的項目攻關情況。從上述情況，我們可以得出以下結論：
第一，02專項在15年的持續投入和艱難攻關下，除了光刻機技術還沒攻克外，我國在22-45nm芯片制造上基本實現了國產替代，并建立了自己的芯片全產業鏈，緊緊跟上國際先進水平，為實現芯片自主邁出重要一步。
第二，我們也應該清醒認識到，芯片發展是一個長期積累、高投入的過程，非一時之功可以達成。
特別是要追趕上世界最先進的技術，必須要在人力、物力和資金方面的投入超過領先者，但實際上技術領先的國際芯片巨頭在科研投入上遠遠超過我們，這也意味著他們跑得更快。
第三，在當前企業利潤不能支撐科研投入的情況下，需要國家更多的扶持和投入。02項目雖然已收官，國家芯片大基金一期、二期已經設立，4千億的資金投入彰顯國家的氣魄、眼光和決心，我們有理由相信：希望可期，勝利在望，未來在握。創意醬007
